KR20240015313A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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류상현
최기훈
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판이 처리되는 처리 공간을 정의하는 용기; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 레이저를 조사하는 광학 모듈; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상단에 안착되어 기판에 공급된 상기 액의 진동을 감쇠시키는 진동 감쇠 부재를 포함하되, 상기 진동 감쇠 부재는, 상기 기판과 대응되는 형상을 가지고, 상기 액 및/또는 레이저가 통과할 수 있는 홀이 형성될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 가열하여 기판을 처리하는 장치 및 기판을 처리하는 방법에 관한 것이다.
웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 사진 공정은 노광 공정을 포함한다. 노광 공정은 웨이퍼 상에 부착된 반도체 집적 재료를 원하는 패턴으로 깎아 내기 위한 사전 작업이다. 노광 공정은 식각을 위한 패턴을 형성, 그리고 이온 주입을 위한 패턴의 형성 등 다양한 목적을 가질 수 있다. 노광 공정은 일종의 ‘틀’인 마스크(Mask)를 이용하여, 웨이퍼 상에 빛으로 패턴을 그려 넣는다. 웨이퍼 상의 반도체 집적 재료, 예컨대 웨이퍼 상의 레지스트에 빛이 노출되면, 빛과 마스크에 의해서 패턴에 맞게 레지스트의 화학적 성질이 변화한다. 패턴에 맞게 화학적 성질이 변화한 레지스트에 현상액이 공급되면 웨이퍼 상에는 패턴이 형성된다.
노광 공정을 정밀하게 수행하기 위해서는 마스크에 형성된 패턴이 정밀하게 제작되어야 한다. 패턴이 요구되는 공정 조건에 만족하게 형성되었는지 여부를 확인해야 한다. 하나의 마스크에는 많은 수의 패턴이 형성되어 있다. 이에, 작업자가 하나의 마스크를 검사하기 위해 많은 수의 패턴을 모두 검사하는 것은 많은 시간이 소요된다. 이에, 복수의 패턴을 포함하는 하나의 패턴 그룹을 대표할 수 있는 모니터링 패턴을 마스크에 형성한다. 또한, 복수의 패턴 그룹을 대표할 수 있는 앵커 패턴을 마스크에 형성한다. 작업자는 모니터링 패턴의 검사를 통해 하나의 패턴 그룹이 포함하는 패턴들의 양불을 추정할 수 있다. 또한, 작업자는 앵커 패턴의 검사를 통해 마스크에 형성된 패턴들의 양불을 추정할 수 있다.
또한, 마스크의 검사 정확도를 높이기 위해서는 모니터링 패턴과 앵커 패턴의 선폭이 서로 동일한 것이 바람직하다. 마스크에 형성된 패턴들의 선폭을 정밀하게 보정하기 위한 선폭 보정 공정이 추가로 수행된다.
도 1은 마스크 제작 공정 중 선폭 보정 공정이 수행되기 전 마스크의 모니터링 패턴의 제1선폭(CDP1) 및 앵커 패턴의 제2선폭(CDP2)에 관한 정규 분포를 보여준다. 또한, 제1선폭(CDP1) 및 제2선폭(CDP2)은 목표하는 선폭보다 작은 크기를 가진다. 선폭 보정 공정이 수행되기 전 모니터링 패턴과 앵커 패턴의 선폭(CD : Critical Dimension)에 의도적으로 편차를 둔다. 그리고, 선폭 보정 공정에서 앵커 패턴을 추가 식각 함으로써, 이 둘 패턴의 선폭을 동일하게 한다. 앵커 패턴을 추가적으로 식각하는 과정에서 앵커 패턴이 모니터링 패턴보다 과식각되는 경우, 모니터링 패턴과 앵커 패턴의 선폭의 차이가 발생하여 마스크에 형성된 패턴들의 선폭을 정밀하게 보정할 수 없다. 앵커 패턴을 추가적으로 식각할 때, 앵커 패턴에 대한 정밀한 식각이 수반되어야 한다.
앵커 패턴을 식각하는 공정에서는, 마스크에 처리액을 공급하고 마스크에 형성된 앵커 패턴에 대해 국부적으로 레이저를 조사한다. 앵커 패턴에 레이저가 정확하게 조사되기 위해서는, 마스크에 공급된 처리액의 유동성이 낮아야 한다. 구체적으로, 마스크에 공급된 처리액은 구조적 문제 및/또는 환경적 문제(예컨대, 처리 공간 내의 기류 또는 압력 등)에 의해 마스크 상에서 흔들리고 진동할 수 있다. 이 경우, 앵커 패턴으로 레이저가 조사되는 과정 상에서, 처리액 막 내에서 레이저가 굴절된다. 이에, 레이저가 앵커 패턴이 형성된 영역 외의 영역으로 조사되어 앵커 패턴이 정밀하게 식각되지 못한다.
또한, 앵커 패턴을 식각하는 공정을 수행하는 동안, 레이저를 조사하는 광학 모듈이 가지는 광학계(예컨대, 렌즈 등)에 정렬 오차가 발생할 수 있다. 기 세팅된 광학계의 정렬 값에서 오차가 발생하는 경우, 광학 모듈로부터 조사되는 레이저의 조사 위치가 기 세팅된 타겟 위치(예컨대, 앵커 패턴)에서 벗어날 수 있다. 이에, 레이저가 앵커 패턴에 조사되지 못해 앵커 패턴을 타겟팅하여 가열할 수 없으므로, 앵커 패턴이 정밀하게 식가되지 못한다.
본 발명은 기판을 정밀하게 식각할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 공급된 액의 흔들림을 최소화하여, 기판의 특정 영역을 정밀하게 가열할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광학계에 정렬 오차가 발생하더라도, 기판의 특정 영역에 정확히 레이저를 조사할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판이 처리되는 처리 공간을 정의하는 용기; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 레이저를 조사하는 광학 모듈; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상단에 안착되어 기판에 공급된 상기 액의 진동을 감쇠시키는 진동 감쇠 부재를 포함하되, 상기 진동 감쇠 부재는, 상기 기판과 대응되는 형상을 가지고, 상기 액 및/또는 레이저가 통과할 수 있는 홀이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 진동 감쇠 부재는, 적어도 하나 이상의 상기 홀이 형성되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역의 상부면으로부터 상측으로 이격되게 배치된 중앙 부; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역의 상부면과 접촉하는 가장자리 부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 진동 감쇠 부재를 이동시키는 구동 유닛을 더 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 가장자리 부가 상기 가장자리 영역의 상부면과 접촉하도록 상기 진동 감쇠 부재를 상기 용기의 외측에서 상기 처리 공간으로 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 반송 로봇을 더 포함하고, 상기 반송 로봇은, 상기 처리 공간으로 기판과 상기 진동 감쇠 부재를 각각 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 홀은 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역에 위치하고, 상기 진동 감쇠 부재는, 고리 형상으로 형성되어 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역과 기판의 가장자리 영역 중 상기 가장자리 영역을 둘러싸는 가장자리 부를 포함하고, 상기 가장자리 부는 기판의 상기 가장자리 영역의 상부면과 접촉할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 모듈은 상기 홀을 통해 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 상기 레이저를 조사할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 모듈은 기판에 형성된 특정 패턴에 상기 레이저를 조사하고, 상기 특정 패턴은 상기 중앙 영역 내에 위치하고, 위에서 바라볼 때 상기 홀과 중첩되게 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판은 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 제1패턴과 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 가지고, 상기 제1패턴은 상기 마스크에 형성된 복수의 셀들 내부에 형성되고, 상기 제2패턴은 상기 복수의 셀들 외부에 형성되되, 상기 특정 패턴은 상기 제2패턴일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 촬상하는 카메라 유닛과 제어기를 더 포함하고, 상기 카메라 유닛은 액이 공급된 기판을 촬상하고 기판에 대한 이미지를 제어기로 전송하고, 상기 제어기는, 상기 이미지를 분석하여 상기 광학 모듈이 상기 특정 패턴 외의 영역으로 상기 레이저를 조사하는 것으로 판정한 경우, 상기 광학 모듈로부터 조사되는 상기 레이저의 조사 위치를 상기 특정 패턴으로 조정하도록 상기 광학 모듈을 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 기판에 액을 공급하고, 상기 액이 기판에 잔류하는 동안에 기판 상의 특정 패턴에 레이저를 조사하여 기판을 처리하되, 기판에 상기 레이저를 조사하기 이전에 상기 액의 진동을 감쇠시키는 진동 감쇠 부재를 기판에 안착시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 진동 감쇠 부재는 기판에 상기 액을 공급하기 이전 또는 이후에 기판에 안착될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 홀은 위에서 바라볼 때, 상기 특정 패턴과 중첩되는 위치에 형성되고, 상기 레이저는 상기 홀을 통해 상기 특정 패턴으로 조사될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판은 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 제1패턴과 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 가지고, 상기 제1패턴은 상기 마스크에 형성된 복수의 셀들 내부에 형성되고, 상기 제2패턴은 상기 복수의 셀들 외부에 형성되되, 상기 특정 패턴은 상기 제2패턴일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 특정 패턴에 상기 레이저가 조사되는 동안, 상기 기판을 촬상하여 이미지를 획득하고, 획득한 상기 이미지를 분석하여 상기 레이저가 상기 특정 패턴 외의 영역으로 조사되는 것으로 판정한 경우, 상기 레이저의 조사 위치를 상기 특정 패턴으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 정밀하게 식각할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 상에 공급된 액의 흔들림을 최소화하여, 기판의 특정 영역을 정밀하게 가열할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 광학계에 정렬 오차가 발생하더라도, 기판의 특정 영역에 정확히 레이저를 조사할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 모니터링 패턴의 선폭 및 앵커 패턴의 선폭에 관한 정규 분포를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 챔버에서 처리되는 기판을 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 일 실시예에 따른 챔버를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 일 실시예에 따른 챔버를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 일 실시예에 따른 챔버를 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 부재를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 5의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 부재가 액이 공급된 기판 상에 안착된 모습을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 9는 도 5의 다른 실시예에 따른 진동 감쇠 부재를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 2의 다른 실시예에 따른 챔버를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 일 실시예에 따른 챔버에서 기판으로 조사되는 레이저의 조사 위치를 조정하는 모습을 시간의 순서대로 보여주는 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10, Index Module), 처리 모듈(20, Treating Module), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 위에서 바라볼 때, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치될 수 있다. 이하에서는, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(2)이라 정의하고, 위에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)이라 정의하고, 제1방향(2) 및 제2방향(4)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)이라 정의한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(M)을 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 기판이 수납된 용기(F)와 처리 모듈(20) 사이에서 기판을 반송한다. 예컨대, 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 완료된 기판을 용기(F)로 반송한다. 또한, 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 예정된 기판을 용기(F)에서 처리 모듈(20)로 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 제2방향(4)과 평행한 길이 방향을 가질 수 있다.
인덱스 모듈(10)은 로드 포트(12)와 인덱스 프레임(14)을 포함할 수 있다. 로드 포트(12)에는 기판이 수납된 용기(F)가 안착된다. 로드 포트(12)는 인덱스 프레임(14)을 기준으로 처리 모듈(20)의 반대편에 배치될 수 있다. 로드 포트(12)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 로드 포트(12)들은 제2방향(4)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 로드 포트(12)의 개수는 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
용기(F)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(F)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)은 기판을 반송하는 반송 공간을 가진다. 인덱스 프레임(14)의 반송 공간에는 인덱스 로봇(120)과 인덱스 레일(124)이 배치된다. 인덱스 로봇(120)은 기판을 반송한다. 인덱스 로봇(120)은 인덱스 모듈(10)과 후술하는 버퍼 유닛(200) 간에 기판을 반송할 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 인덱스 핸드(122)를 가진다.
인덱스 핸드(122)에는 기판이 놓인다. 인덱스 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))을 축으로 한 회전, 그리고 축 방향(예컨대, 제3방향(6))을 따라 이동할 수 있다. 인덱스 핸드(122)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들 각각은 상하 방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들은 서로 간에 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
인덱스 레일(124)은 제2방향(4)과 평행한 길이 방향을 가질 수 있다. 인덱스 레일(124)에는 인덱스 로봇(120)이 놓이고, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124)을 따라 직선 이동할 수 있다. 즉, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124)을 따라 전진 및 후진 이동할 수 있다.
제어기(30)는 기판 처리 장치(1)를 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(1)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 후술하는 챔버(400)에 포함되는 구성들을 제어할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 프레임(300), 그리고 챔버(400)를 포함할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 버퍼 공간을 가진다. 버퍼 공간은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판이 일시적으로 머무는 공간으로 기능한다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 프레임(14)과 반송 프레임(300) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 프레임(300)의 일단에 위치할 수 있다. 버퍼 유닛(200)의 내부에는 기판이 놓이는 복수 개의 슬롯(미도시)들이 설치될 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 전면(Front Face)과 후면(Rear Face)이 개방된다. 전면은 인덱스 프레임(14)과 마주보는 면일 수 있다. 후면은 반송 프레임(300)과 마주보는 면일 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다. 후술하는 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
반송 프레임(300)은 버퍼 유닛(200)과 챔버(400) 간에 기판을 반송하는 공간을 제공한다. 반송 프레임(300)은 제1방향(2)과 평행한 길이 방향을 가질 수 있다. 반송 프레임(300)의 측방에는 챔버(400)들이 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)과 챔버(400)는 제2방향(4)으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 챔버(400)들은 반송 프레임(300)의 양 옆에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)의 일 측면에 배치된 챔버(400)들은 제1방향(2) 및 제3방향(6)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)의 배열을 가질 수 있다.
반송 프레임(300)에는 반송 로봇(320)과 반송 레일(324)이 배치된다. 반송 로봇(320)은 기판을 반송한다. 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200)과 챔버(400) 간에 기판을 반송한다. 반송 로봇(320)은 기판이 놓이는 핸드(322)를 포함한다. 핸드(322)에는 기판이 놓인다. 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))을 축으로 한 회전, 그리고 축 방향(예컨대, 제3방향(6))을 따라 이동할 수 있다. 반송 로봇(320)은 복수 개의 핸드(322)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 핸드(322)들은 상하 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
반송 레일(324)은 반송 프레임(300) 내에서 반송 프레임(300)의 길이 방향과 수평한 방향으로 형성될 수 있다. 예컨대, 반송 레일(324)은 제1방향(2)과 수평한 길이 방향을 가질 수 있다. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)이 놓이고, 반송 로봇(320)은 반송 레일(324)을 따라 전진 및 후진 이동할 수 있다.
도 3은 도 2의 챔버에서 처리되는 기판을 위에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 기판에 대해 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 챔버(400, 도 2 참조)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼, 글라스, 그리고 포토 마스크 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에 의한 기판(M)은 노광 공정시 사용되는 ‘틀’인 포토 마스크(Photo Mask)일 수 있다. 일 실시예에 의한 기판(M)은 사각의 형상을 가질 수 있다. 기판(M)에는 기준 마크(AK), 제1패턴(P1), 그리고 제2패턴(P2)이 형성될 수 있다.
기판(M)에는 적어도 하나 이상의 기준 마크(AK)가 형성될 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 모서리 수와 대응되는 수로, 기판(M)의 모서리 영역에 각각 형성될 수 있다. 기준 마크(AK)는 기판(M)을 정렬할 때 사용될 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 후술하는 지지 유닛에 지지되는 과정에서 틀어짐이 발생했는지 여부를 판단하는 데 사용될 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 지지 유닛에 지지된 기판(M)의 위치 정보를 도출하는 데 사용되는 마크일 수 있다. 기준 마크(AK)는 소위 얼라인 키(Align Key)로 정의될 수 있다.
기판(M)에는 셀(CE)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 기판(M)에는 복수 개의 셀(CE)들이 형성될 수 있다. 복수의 셀(CE)들 각각에는 복수의 패턴들이 형성될 수 있다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴은 노광 패턴(EP)과 제1패턴(P1)을 포함할 수 있다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴들(예컨대, 제1패턴(P1)과 노광 패턴(EP))은 하나의 패턴 그룹(Pattern Group)으로 정의될 수 있다.
노광 패턴(EP)은 기판(M)에 실제 패턴을 형성하는 데 사용될 수 있다. 제1패턴(P1)은 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 셀(CE)이 기판(M)에 복수 개 형성된 경우, 셀(CE)에 형성된 제1패턴(P1)도 복수 개일 수 있다. 예컨대, 복수 개의 셀(CE)들 각각에는 제1패턴(P1)이 각각 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 셀(CE)에 복수 개의 제1패턴(P1)들이 형성될 수 있다.
제1패턴(P1)은 각각의 노광 패턴(EP)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다. 제1패턴(P1)은 소위 모니터링 패턴(Monitoring Pattern)으로 정의될 수 있다. 복수 개의 제1패턴(P1)들의 선폭의 평균 값은 선폭 모니터링 매크로(Critical Dimension Monitoring Macro;CDMM)로 정의될 수 있다.
작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 어느 하나의 셀(CE)에 형성된 제1패턴(P1)을 검사하는 경우, 어느 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불을 추정할 수 있다. 이에, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 상술한 예와 달리, 제1패턴(P1)은 실제 노광 공정에 참여하는 노광 패턴(EP)들 중 어느 하나의 패턴일 수 있다. 선택적으로, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴이고, 동시에 실제 노광 공정에 참여하는 패턴일 수 있다.
제2패턴(P2)은 기판(M)에 형성된 셀(CE)들의 외부에 형성될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 복수의 셀(CE)들이 형성된 영역의 바깥 영역에 형성될 수 있다. 제2패턴(P2)은 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 앵커 패턴(Anchor Pattern)이라 정의될 수 있다. 제2패턴(P2)은 적어도 하나 이상의 수로 기판(M)에 형성될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 기판(M)에 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 제2패턴(P2)들은 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 배열될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)들은 기판(M)에 5개 형성되고, 5개의 제2패턴(P2)들은 2열과 3행의 조합으로 배열될 수 있다. 선택적으로, 복수의 제2패턴(P2)들은 제1패턴(P1)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다.
작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 제2패턴(P2)을 검사하는 경우, 하나의 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불을 추정할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 제2패턴(P2)은 실제 노광 공정에는 참여하지 않는 검사용 패턴일 수 있다. 또한, 제2패턴(P2)은 노광 장치의 공정 조건을 세팅하는 패턴일 수 있다.
도 4는 도 2의 일 실시예에 따른 챔버를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 2의 일 실시예에 따른 챔버를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6은 도 2의 일 실시예에 따른 챔버를 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버(400)에 대해 상세히 설명한다. 일 실시예에 의한 챔버(400)에서 수행되는 처리 공정은 노광 공정용 마스크 제작 공정 중 선폭 보정 공정(FCC, Fine Critical Dimension Correction)일 수 있다.
일 실시예에 의한 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)은 전 처리가 완료된 기판(M)일 수 있다. 챔버(400)에 반입되는 기판(M)에 형성된 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭은 서로 다를 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1패턴(P1)의 선폭은 제2패턴(P2)의 선폭보다 상대적으로 클 수 있다. 예컨대, 챔버(400)의 내부로 반입되는 기판(M)에 형성된 제1패턴(P1)의 선폭은 제1폭(예컨대, 69nm)을 가지고, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2폭(예컨대, 68.5nm)을 가질 수 있다.
일 실시예에 의한 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 광학 모듈(450), 그리고 진동 감쇠 부재(500)를 포함할 수 있다.
도 4에서는 이해의 편의 상, 챔버(400)에 포함되는 구성들 중 진동 감쇠 부재(500)에 대한 도시는 생략되었으며, 도 5에서는 챔버(400)에 포함되는 구성들 중 액 공급 유닛(440) 및 광학 모듈(450)에 대한 도시는 생략되었다.
하우징(410)은 대체로 육면체 형상을 가질 수 있다. 하우징(410)은 내부 공간(412)을 가진다. 내부 공간(412)에는 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 광학 모듈(450)이 위치한다.
하우징(410)에는 기판(M)이 반출입하는 개구(미도시)가 형성된다. 개구(미도시)는 도시되지 않은 도어 어셈블리에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 하우징(410)의 내벽면은 후술하는 액 공급 유닛(440)이 공급하는 액에 대해 내부식성이 높은 소재로 코팅될 수 있다.
하우징(410)의 바닥면에는 배기 홀(414)이 형성된다. 배기 홀(414)은 도시되지 않은 감압 부재(예컨대, 펌프)와 연결되어 내부 공간(412)의 분위기를 배기한다. 또한, 배기 홀(414)은 내부 공간(412)에서 발생하는 파티클 등의 불순물(Byproduct)을 내부 공간(412)으로부터 배출한다.
지지 유닛(420)은 기판(M)을 지지한다. 또한, 지지 유닛(420)은 기판(M)을 회전시킨다. 지지 유닛(420)은 몸체(421), 지지 핀(422), 지지 축(423), 그리고 구동기(424)를 포함할 수 있다.
몸체(421)는 대체로 판 형상을 가질 수 있다. 몸체(421)는 위에서 바라볼 때, 대체로 원형의 상부면을 가질 수 있다. 몸체(421)의 상부면은 기판(M)의 상면 및 하면보다 상대적으로 큰 면적을 가질 수 있다.
지지 핀(422)은 기판(M)을 지지한다. 지지 핀(422)은 기판(M)을 지지하여 기판(M)의 하면과 몸체(421)의 상면을 서로 이격시킬 수 있다. 지지 핀(422)은 위에서 바라볼 때, 몸체(421)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 지지 핀(422)은 복수 개 구비될 수 있다. 예컨대, 지지 핀(422)은 4개일 수 있다. 위에서 바라볼 때, 복수 개의 지지 핀(422)들 각각은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역과 중첩되는 위치에 각각 배치될 수 있다. 지지 핀(422)은 대체로 원형의 단면을 가질 수 있다. 지지 핀(422)은 기판(M)의 모서리 영역과 대응하는 부분이 아래로 만입된 형상을 가질 수 있다. 지지 핀(422)은 제1면과 제2면을 가질 수 있다. 예컨대, 제1면은 기판(M)의 모서리 영역의 하단을 지지할 수 있다. 또한, 제2면은 기판(M)의 모서리 영역의 측단과 접촉할 수 있다. 제2면은 기판(M)이 회전할 때, 기판(M)이 측방으로 이탈하는 것을 제한할 수 있다.
지지 축(423)은 상하 방향의 길이 방향을 가진다. 지지 축(423)은 몸체(421)와 결합한다. 지지 축(423)은 몸체(421)의 하측에 위치한다. 지지 축(423)은 구동기(424)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 지지 축(423)은 구동기(424)에 의해 회전할 수 있다. 예컨대, 구동기(424)는 모터일 수 있다. 구동기(424)가 지지 축(423)을 회전시키면, 지지 축(423)에 결합된 몸체(421)는 회전할 수 있다. 이에, 기판(M)은 지지 핀(422)을 매개로 몸체(421)의 회전과 함께 회전할 수 있다.
처리 용기(430)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 상부가 개방된 처리 용기(430)의 내부 공간은 처리 공간(431)으로 기능한다. 예컨대, 처리 공간(431)은 기판(M)을 액 처리 및/또는 열 처리하는 공간일 수 있다.
처리 용기(430)는 지지 유닛(420)의 외측에서, 지지 유닛(420)을 감싸도록 배치될 수 있다. 처리 용기(430)의 측면은 처리 용기(430)의 바닥면으로부터 위 방향으로 연장될 수 있다. 처리 용기(430)의 상단은 경사지게 형성될 수 있다. 예컨대, 처리 용기(430)의 상단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향할수록 지면에 대해 상향 경사지게 연장될 수 있다. 이에, 처리 용기(430)는 기판(M)으로 공급하는 액이 하우징(410), 액 공급 유닛(440), 그리고 광학 모듈(450)로 비산되는 것을 방지할 수 있다.
처리 용기(430)의 바닥면에는 지지 축(423)이 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 개구와 지지 축(423)은 위에서 바라볼 때, 서로 중첩될 수 있다. 또한, 처리 용기(430)의 바닥면에는 액 공급 유닛(440)이 공급하는 액을 외부로 배출하는 배출 홀(434)이 형성될 수 있다. 배출 홀(434)을 통해 배출된 액은 도시되지 않은 외부의 재생 시스템에 전달될 수 있다.
또한, 처리 용기(430)는 도시되지 않은 승강 부재와 결합할 수 있다. 승강 부재(미도시)는 처리 용기(430)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에, 처리 용기(430)는 승강 부재(미도시에 의해 액 처리 또는 가열 처리하는 동안에 위 또는 아래 방향으로 승강할 수 있다.
액 공급 유닛(440)은 기판(M)에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(440)이 기판(M)에 공급하는 액은 처리액일 수 있다. 예컨대, 처리액은 식각액 또는 린스액일 수 있다. 식각액은 케미칼일 수 있다. 식각액은 기판(M)에 형성된 패턴을 식각할 수 있다. 식각액은 에천트(Etchant)로 불릴 수 있다. 에천트는 암모니아, 물, 그리고 첨가제가 혼합된 혼합액과 과산화수소를 포함하는 액일 수 있다. 린스액은 기판(M)을 세정할 수 있다. 린스액은 공지된 약액으로 제공될 수 있다.
액 공급 유닛(440)은 노즐(441)과 노즐 구동기(442)를 포함할 수 있다. 노즐(441)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 액을 공급한다. 노즐(441)의 일단은 노즐 구동기(442)에 결합되고, 노즐(441)의 타단은 노즐 구동기(442)로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 노즐(441)의 타단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 일정 각도 절곡되어 연장될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 노즐(441)은 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c)을 포함할 수 있다. 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c)은 기판(M)에 서로 다른 종류의 액을 공급할 수 있다. 예컨대, 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 어느 하나는 상술한 처리액 중 케미칼을 기판(M)에 공급할 수 있다. 또한, 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 다른 하나는 상술한 처리액 중 린스액을 기판(M)에 공급할 수 있다. 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 또 다른 하나는 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 어느 하나가 공급하는 케미칼과 상이한 종류의 케미칼 또는 상이한 조성을 가지는 케미칼을 공급할 수 있다.
노즐 구동기(442)는 노즐(441)과 결합된다. 노즐 구동기(442)는 노즐(441)을 이동시킨다. 노즐 구동기(442)는 노즐(441)을 회전 이동시킬 수 있다. 노즐 구동기(442)는 제1방향(2) 및 제2방향(4)을 포함하는 수평면 상에서 노즐(441)을 이동시킬 수 있다. 노즐 구동기(442)는 회전 축을 포함하는 모터일 수 있다. 예컨대, 노즐 구동기(442)는 노즐(441)의 토출구를 액 공급 위치와 대기 위치 간에 이동시킬 수 있다. 액 공급 위치란, 액 공급 유닛(440)이 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 액을 공급하는 위치일 수 있다. 대기 위치란, 액 공급 유닛(440)이 기판(M)으로 액을 공급하지 않고 대기하는 위치일 수 있다. 예컨대, 대기 위치란, 처리 용기(430)의 바깥 영역일 수 있다. 예컨대, 노즐(441)의 토출구가 대기 위치에 위치할 때, 노즐(441)의 토출구 아래에는 도시되지 않은 홈 포트가 위치할 수 있다.
광학 모듈(450)은 기판(M)을 가열한다. 광학 모듈(450)은 액이 공급된 기판(M)을 가열할 수 있다. 구체적으로, 광학 모듈(450)은 액이 공급되어 기판(M)의 전 영역에 액이 잔류하는 동안에 기판(M)의 특정 영역에 레이저를 조사하여 특정 영역만을 국부적으로 가열할 수 있다. 레이저가 조사된 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 온도는 상승할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)이 형성된 영역은 기판(M) 상의 그 밖의 영역보다 상대적으로 액에 의한 식각 정도가 커질 수 있다.
광학 모듈(450)은 하우징(451), 헤드 노즐(452), 그리고 광학 구동기(453)를 포함할 수 있다. 하우징(451)은 내부에 설치 공간을 갖는다. 비록 도시되지 않았으나, 하우징(451)의 설치 공간에는 레이저를 발진시키는 발진부, 레이저의 프로파일을 변경시키는 빔 프로파일러, 그리고 레이저의 조사 방향을 변경시키는 반사 부재들이 배치될 수 있다. 또한, 하우징(451)의 설치 공간에는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 이미지를 획득하는 촬상 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 또한, 하우징(451)의 설치 공간에는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 조명을 제공하는 조명 부재(미도시)가 배치될 수 있다.
하우징(451)의 하단에는 개구가 형성될 수 있다. 하우징(451)에 형성된 개구에는 헤드 노즐(452)이 삽입될 수 있다. 하우징(451)의 개구에 헤드 노즐(452)이 삽입됨으로써, 하우징(451)의 하단으로부터 헤드 노즐(452)의 하부(lower portion)가 돌출될 수 있다. 헤드 노즐(452)은 대물 렌즈와 경통을 구비할 수 있다. 전술한 발진부(미도시)가 발진시킨 레이저는 헤드 노즐(452)을 통해 대상 물체로 조사될 수 있다. 또한, 전술한 촬상 부재(미도시)는 헤드 노즐(452)을 통해 대상 물체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 전술한 조명 부재(미도시)는 헤드 노즐(452)을 통해 대상 물체에 조명을 제공할 수 있다. 즉, 레이저의 조사 방향, 촬상 방향, 그리고 조명 방향은 서로 동축을 가질 수 있다.
광학 구동기(453)는 광학 모듈(450)을 이동시킬 수 있다. 광학 구동기(453)는 광학 모듈(450)을 수평면 상에서 이동시킬 수 있다. 또한, 광학 구동기(453)는 광학 모듈(450)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 광학 구동기(453)는 광학 모듈(450)을 수직한 축을 기준으로 회전시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 광학 구동기(453)는 샤프트와 모터로 이루어질 수 있다.
광학 구동기(453)는 하우징(451)을 이동시킴으로써, 헤드 노즐(452)의 위치를 변경시킬 수 있다. 광학 구동기(453)는 헤드 노즐(452)을 공정 위치와 대기 위치 간에 이동시킬 수 있다. 공정 위치란, 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)의 상측일 수 있다. 예컨대, 공정 위치는 위에서 바라볼 때, 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심과 헤드 노즐(452)의 중심이 서로 중첩되는 위치일 수 있다. 또한, 레이저는 공정 위치에서 후술하는 진동 감쇠 부재(500)에 형성된 홀(H)을 통해 기판(M)으로 조사될 수 있다. 대기 위치란, 용기(430)의 바깥 영역을 의미할 수 있다. 예컨대, 대기 위치란, 용기(430)의 바깥 영역에 배치된 대기 포트(미도시)의 상측을 의미할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 대기 위치에서는 광학 모듈(450)의 상태를 조정하는 유지 보수 작업이 수행될 수 있다.
도 7은 도 5의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 부재를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 진동 감쇠 부재에 대해 설명한다.
일 실시예에 의한 진동 감쇠 부재(500)는 내부 공간(412)에 위치한다. 진동 감쇠 부재(500)는 대체로 기판(M)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 의하면, 진동 감쇠 부재(500)는 대체로 사각 형상을 가지는 플레이트일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 진동 감쇠 부재(500)의 상단은 광학 모듈(450)의 하단보다 낮은 높이에 위치할 수 있다. 구체적으로, 진동 감쇠 부재(500)의 상단은 헤드 노즐(452)의 하단보다 낮은 높이에 위치할 수 있다. 또한, 진동 감쇠 부재(500)의 상단은 노즐(441)의 하단보다 낮은 높이에 위치할 수 있다.
진동 감쇠 부재(500)는 후술하는 구동 유닛(550)에 의해 안착 위치와 대기 위치 사이에서 이동할 수 있다. 안착 위치란, 진동 감쇠 부재(500)가 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면에 안착되는 위치를 의미할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 광학 모듈(450)이 대기 위치에서 공정 위치로 이동하는 과정에서 진동 감쇠 부재(500)와 광학 모듈(450)은 서로 간섭되지 않을 수 있다. 또한, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 액 공급 유닛(440)이 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동하는 과정에서 진동 감쇠 부재(500)와 액 공급 유닛(440)은 서로 간섭되지 않을 수 있다.
진동 감쇠 부재(500)가 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면에 안착되어, 기판(M) 상에 공급된 액의 진동을 감쇠시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. 또한, 대기 위치란, 진동 감쇠 부재(500)가 용기(430)의 바깥 영역에 위치함으로써, 전술한 액 공급 유닛(440) 및 광학 모듈(450)과 서로 간섭되지 않는 위치를 의미할 수 있다.
진동 감쇠 부재(500)는 가장자리 부(510), 중앙 부(520), 그리고 홀(H)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 가장자리 부(510)와 중앙 부(520)는 일체로 형성될 수 있다.
가장자리 부(510)는 사각형의 고리 형상으로 형성될 수 있다. 가장자리 부(510)의 상단은 후술하는 중앙 부(520)의 상단과 대응되는 높이를 가질 수 있다. 또한, 가장자리 부(510)의 하단은 중앙 부(520)의 하단보다 아래에 위치할 수 있다. 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 가장자리 영역에 안착될 수 있다. 구체적으로, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)의 하면은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 가장자리 영역의 상부면과 접촉할 수 있다. 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)의 내측부는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 형성된 셀(CE)들의 외측 영역에 위치할 수 있다. 즉, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)는 셀(CE)들과 간섭되지 않을 수 있다.
중앙 부(520)는 가장자리 부(510)의 내측에 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 중앙 부(520)의 하단은 가장자리 부(510)의 하단보다 위에 위치할 수 있다. 이에, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 중앙 부(520)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중앙 영역의 상부면으로부터 위 방향으로 일정 거리 이격될 수 있다.
중앙 부(520)는 대체로 격자 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 중앙 부(520)는 적어도 하나 이상의 홀(H)을 가질 수 있다. 예컨대, 중앙 부(520)는 복수 개의 홀(H)을 가질 수 있다. 즉, 복수 개의 홀(H)들은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 전술한 액 공급 유닛(440)은 홀(H)을 통해 기판(M) 상으로 액을 공급할 수 있다.
또한, 전술한 광학 모듈(450)은 홀(H)을 통해 기판(M) 상으로 레이저를 조사할 수 있다. 중앙 부(520)에 형성된 홀(H)들 중 적어도 어느 하나는 위에서 바라볼 때, 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)과 중첩될 수 있다. 이에, 광학 모듈(450)은 홀(H)을 통해 기판(M)에 형성된 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2))으로 레이저를 조사할 수 있다.
구동 유닛(550)은 진동 감쇠 부재(500)의 위치를 변경시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 구동 유닛(550)은 진동 감쇠 부재(500)를 대기 위치와 안착 위치 사이에서 이동시킬 수 있다. 구동 유닛(550)은 지지 로드(560), 아암(570), 구동부(580), 그리고 레일(590)을 포함할 수 있다.
지지 로드(560)는 진동 감쇠 부재(500)를 지지한다. 지지 로드(560)는 대체로 로드(rod) 형상을 가질 수 있다. 지지 로드(560)의 일단은 진동 감쇠 부재(500)와 연결되고, 타단은 후술하는 아암(570)에 연결될 수 있다. 예컨대, 지지 로드(560)의 일단은 가장자리 부(510)와 연결될 수 있다. 아암(570)은 지지 로드(560)를 매개로 진동 감쇠 부재(500)와 연결된다. 또한, 아암(570)은 구동부(580)와 연결된다. 구동부(580)는 처리 용기(430)의 바깥 영역에 위치할 수 있다. 구동부(580)는 공지된 모터일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 구동부(580)는 적어도 하나 이상의 모터일 수 있다. 예컨대, 구동부(580) 중 어느 하나는 리니어 모터일 수 있고, 다른 하나는 회전 모터일 수 있다. 레일(590)은 내부 공간(412)에 배치된다. 레일(590)은 처리 용기(430)의 바깥 영역에 배치될 수 있다. 구동부(580)는 레일(590) 상에 배치될 수 있다. 이에, 구동부(580)는 레일(590)의 길이 방향을 따라 전진 및 후진 이동할 수 있다. 또한, 구동부(580)는 수직 방향의 축을 기준으로 회전 이동할 수 있다. 이에 따라, 구동부(580)는 아암(570), 그리고 지지 로드(560)를 매개로 진동 감쇠 부재(500)의 위치를 변경시킬 수 있다.
일반적으로, 레이저가 떨림이 심한 액을 통과하는 경우, 레이저의 굴절각이 크게 변경된다. 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중앙 부(520)와 기판(M) 사이에 이격된 공간에는 액이 채워질 수 있다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙 부(520)와 기판(M) 사이에 형성된 이격 공간에 액(E)이 채워지고, 이로 인해 액(E)의 유동성이 저하될 수 있다. 즉, 광학 모듈(450)은 액(E)의 진동(또는 떨림)이 저하된 상태에서 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)으로 레이저를 정확히 조사할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)을 정밀하게 식각할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 8을 참조하여 상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 대해 설명한다. 이에, 이하에서는 도 2 내지 도 8에 도시된 도면 부호를 그대로 사용하여 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록, 챔버(400)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 액 처리 단계, 가열 단계, 그리고 린스 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 액 처리 단계를 수행하기 이전에, 반송 로봇(320)은 내부 공간(412)으로 기판(M)을 반송한 이후, 지지 유닛(420)에 기판(M)을 인계한다. 지지 유닛(420)에 기판(M)이 지지된 이후, 액 공급 유닛(440)은 기판(M)에 액을 공급한다. 구체적으로, 액 공급 유닛(440)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동하여 기판(M) 상에 에천트를 공급할 수 있다. 기판(M) 상의 전 영역에 에천트가 공급된 이후, 액 공급 유닛(440)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 이동한다.
액 공급 유닛(440)이 대기 위치에 위치한 이후, 진동 감쇠 부재(500)는 대기 위치에서 안착 위치로 이동한다. 구체적으로, 진동 감쇠 부재(500)는 구동 유닛(550)에 의해 처리 용기(430)의 바깥에서 처리 용기(430)의 내측으로 이동할 수 있다. 처리 용기(430)의 내측으로 이동한 진동 감쇠 부재(500)는 구동 유닛(550)에 의해 아래 방향으로 이동하여 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상부면에 안착될 수 있다. 예컨대, 가장자리 부(520)의 하면은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 가장자리 영역의 상부면에 안착될 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이 중앙 부(520)와 기판(M) 사이에 형성된 이격 공간에 액이 가두어지고, 이로 인해 기판(M) 상에 공급된 액의 유동성이 저하된다.
액의 유동성이 저하된 상태에서 광학 모듈(450)은 대기 위치에서 공정 위치로 이동한다. 광학 모듈(450)이 대기 위치에서 공정 위치로 이동하는 과정에서, 광학 모듈(450)은 진동 감쇠 부재(500)와 간섭되지 않는다. 광학 모듈(450)은 진동 감쇠 부재(500)에 형성된 홀(H)을 통해 기판(M)에 형성된 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2))으로 레이저를 조사한다. 광학 모듈(450)은 기판(M)에 공급된 액의 유동성이 저하된 상태에서 특정 패턴으로 레이저를 조사하므로, 레이저가 액을 통과하는 과정에서 액의 떨림에 의해 굴절되는 것을 최소화할 수 있다. 즉, 광학 모듈(450)은 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)으로 정확하게 레이저를 조사하여 제2패턴(P2)을 정밀하게 식각할 수 있다. 이에, 레이저가 조사된 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 온도는 상승할 수 있다. 제2패턴(P2)이 형성된 영역에서 이미 공급된 에천트에 의한 식각률은 증가할 수 있다. 이에 따라, 제1패턴(P1)의 선폭은 제1폭(예컨대, 69nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화될 수 있다. 또한, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2폭(예컨대, 68.5nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화될 수 있다. 즉, 기판(M)의 일부 영역에 대한 식각 능력을 향상시켜, 기판(M) 상에 형성된 패턴의 선폭 편차를 최소화할 수 있다.
제2패턴(P2)에 레이저를 일정 시간 동안 조사한 이후, 광학 모듈(450)은 공정 위치에서 대기 위치로 이동한다. 광학 모듈(450)이 대기 위치에 위치하면, 진동 감쇠 부재(500)는 안착 위치에서 대기 위치로 이동한다. 진동 감쇠 부재(500)가 대기 위치에 위치하면, 액 공급 유닛(440)은 다시 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동하여 기판(M) 상에 린스액을 공급할 수 있다. 기판(M)에 린스액을 공급하여 기판(M) 상에 부착된 불순물(Byproduct)을 제거할 수 있다. 또한, 필요에 따라 기판(M)에 잔류하는 린스액을 건조시키기 위해, 지지 유닛(420)은 기판(M)을 고속으로 회전시켜 기판(M)에 잔류하는 린스액을 제거할 수 있다.
기판(M)에 린스액을 공급한 이후, 액 공급 유닛(440)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 이동한다. 액 공급 유닛(440)이 대기 위치에 위치하면, 반송 로봇(320)은 지지 유닛(420)으로부터 기판(M)을 인수하여 챔버(400)의 외부로 기판(M)을 반송한다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 감쇠 부재에 대해 설명한다. 이하에서 추가적으로 설명하는 경우 외에는 상술한 진동 감쇠 부재와 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 9는 도 5의 다른 실시예에 따른 진동 감쇠 부재를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 진동 감쇠 부재(500)는 가장자리 부(510)와 홀(H)을 포함할 수 있다. 가장자리 부(510)는 일정한 두께를 가지는 사각형의 고리 형상을 가질 수 있다. 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심을 포함하는 중앙 영역과 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역 중 가장자리 영역에만 안착될 수 있다. 즉, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 가장자리 영역만을 둘러쌀 수 있다. 이에, 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 가장자리 부(510)의 하면은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 가장자리 영역의 상부면과 면접할 수 있다.
가장자리 부(510)에 의해 둘러싸인 내측 영역은 홀(H)로 기능할 수 있다. 즉, 가장자리 부(510)에 의해 둘러싸인 내측 영역은 전술한 광학 모듈(450)로부터 조사되는 레이저와, 액 공급 유닛(440)으로부터 토출되는 액이 통과하는 경로로 기능할 수 있다. 진동 감쇠 부재(500)가 안착 위치에 위치할 때, 홀(H)은 위에서 바라보면 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중앙 영역과 중첩될 수 있다. 또한, 위에서 바라보면, 홀(H)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)과 중첩될 수 있다.
상술한 실시예에서는, 진동 감쇠 부재가 대체로 사각의 형상을 가지는 것으로 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 가장자리 부(520)는 사각의 고리 형상 외에 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 가장자리 부(520)의 전 영역이 기판(M)의 가장자리 영역의 상부면과 접촉하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 가장자리 부(520)의 일부 영역에 아래 방향으로 돌출된 돌기가 형성되고, 돌기의 하부면이 기판(M)의 가장자리 영역의 상부면과 접촉할 수 있다. 예컨대, 가장자리 부(520)의 하단에 돌기가 4개 형성되고, 4개의 돌기 각각은 기판(M)의 모서리 영역에 각각 접촉할 수 있다.
또한, 상술한 예와 달리 챔버(400)에는 구동 유닛(550)이 배치되지 않고, 진동 감쇠 부재(500)는 반송 로봇(320)에 의해 내부 공간(412)으로 반입될 수 있다. 구체적으로, 반송 로봇(320)은 지지 유닛(420)에 기판(M)을 안착시킨 이후, 진동 감쇠 부재(500)를 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로 안착시킬 수 있다.
또한, 상술한 예와 달리, 진동 감쇠 부재(500)는 기판(M) 상에 액을 공급하기 이전에 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면에 안착될 수 있다.
도 10은 도 2의 다른 실시예에 따른 챔버를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 11 및 도 12는 도 10의 일 실시예에 따른 챔버에서 기판으로 조사되는 레이저의 조사 위치를 조정하는 모습을 시간의 순서대로 보여주는 도면들이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버(400)는 카메라 유닛(600)을 더 포함할 수 있다. 카메라 유닛(600)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 촬상하여 기판(M)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 카메라 유닛(600)은 기판(M)에 액을 공급할 때, 및/또는 기판(M)에 레이저를 조사할 때 기판(M)을 촬상하여 기판(M)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 카메라 유닛(600)이 획득한 이미지는 전술한 제어기(30, 도 2 참조)로 전송된다. 카메라 유닛(600)은 내부 공간(412)에 배치된다. 일 실시예에 의하면, 카메라 유닛(600)은 하우징(410)의 일 측벽에 설치될 수 있다. 카메라 유닛(600)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 카메라 유닛(600)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 광학 모듈(450)이 레이저를 조사할 때, 기판(M)을 촬상하여 이에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 카메라 유닛(600)은 획득한 이미지를 제어기(30, 도 2 참조)에 전송한다. 제어기(30)는 전송된 이미지를 분석하여 광학 모듈(450)이 조사하는 레이저의 조사 위치를 판정할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)가 판정한 이미지에서 기판(M) 상에 형성된 특정 패턴 외의 영역에 레이저가 조사되는 것으로 판정된 경우, 제어기(30)는 광학 모듈(450)의 위치를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 레이저가 기판(M) 상에 공급된 액(E)에 의해 굴절되어 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2) 외의 영역으로 조사되는 경우, 레이저가 제2패턴(P2)으로 조사되도록 광학 모듈(450)의 위치를 변경시킬 수 있다. 선택적으로, 제어기(30)는 광학 모듈(450)이 가지는 구성들(예컨대, 렌즈 등)의 정렬 상태에 오류가 발생하여, 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2) 외의 영역으로 레이저가 조사되는 경우, 레이저가 제2패턴(P2)으로 조사되도록 광학 모듈(450)의 위치를 변경시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 선제적으로 기판(M) 상에 공급된 액의 진동(또는 떨림)을 최소화하여, 액이 공급된 기판으로 레이저를 조사할 때, 레이저가 과도하게 굴절되어 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2)) 외의 영역으로 레이저가 조사되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 기판(M) 상에 형성된 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2))으로 레이저를 조사할 때, 기판(M)에 공급된 액에 의해 조사된 레이저가 사입사 된다거나, 광학 모듈(450)이 가지는 구성들(예컨대, 렌즈 등)의 정렬 상태가 정상에서 벗어난 경우에도, 후속적으로 기판(M) 상에 형성된 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2))으로 정확하게 레이저를 조사할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
기판 : M
기준 마크 : AK
셀 : CE
노광 패턴 : EP
제1패턴 : P1
제2패턴 : P2
제어기 : 30
챔버 : 400
지지 유닛 : 420
처리 용기 : 430
액 공급 유닛 : 440
광학 모듈 : 450
진동 감쇠 부재 : 500
가장자리 부 : 510
중앙 부 ; 520
홀 : H
구동 유닛 : 550

Claims (14)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 처리되는 처리 공간을 정의하는 용기;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 레이저를 조사하는 광학 모듈; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상단에 안착되어 기판에 공급된 상기 액의 진동을 감쇠시키는 진동 감쇠 부재를 포함하되,
    상기 진동 감쇠 부재는,
    상기 기판과 대응되는 형상을 가지고, 상기 액 및/또는 레이저가 통과할 수 있는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동 감쇠 부재는,
    적어도 하나 이상의 상기 홀이 형성되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역의 상부면으로부터 상측으로 이격되게 배치된 중앙 부; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역의 상부면과 접촉하는 가장자리 부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장치는 상기 진동 감쇠 부재를 이동시키는 구동 유닛을 더 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    상기 가장자리 부가 상기 가장자리 영역의 상부면과 접촉하도록 상기 진동 감쇠 부재를 상기 용기의 외측에서 상기 처리 공간으로 이동시키는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 장치는 반송 로봇을 더 포함하고,
    상기 반송 로봇은,
    상기 처리 공간으로 기판과 상기 진동 감쇠 부재를 각각 이동시키는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홀은 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역에 위치하고,
    상기 진동 감쇠 부재는,
    고리 형상으로 형성되어 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역과 기판의 가장자리 영역 중 상기 가장자리 영역을 둘러싸는 가장자리 부를 포함하고,
    상기 가장자리 부는 기판의 상기 가장자리 영역의 상부면과 접촉하는 기판 처리 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은 상기 홀을 통해 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 상기 레이저를 조사하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광학 모듈은 기판에 형성된 특정 패턴에 상기 레이저를 조사하고,
    상기 특정 패턴은 상기 중앙 영역 내에 위치하고, 위에서 바라볼 때 상기 홀과 중첩되게 위치하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 마스크를 포함하고,
    상기 마스크는 제1패턴과 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 가지고,
    상기 제1패턴은 상기 마스크에 형성된 복수의 셀들 내부에 형성되고,
    상기 제2패턴은 상기 복수의 셀들 외부에 형성되되,
    상기 특정 패턴은 상기 제2패턴인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장치는 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 촬상하는 카메라 유닛과 제어기를 더 포함하고,
    상기 카메라 유닛은 액이 공급된 기판을 촬상하고 기판에 대한 이미지를 제어기로 전송하고,
    상기 제어기는,
    상기 이미지를 분석하여 상기 광학 모듈이 상기 특정 패턴 외의 영역으로 상기 레이저를 조사하는 것으로 판정한 경우, 상기 광학 모듈로부터 조사되는 상기 레이저의 조사 위치를 상기 특정 패턴으로 조정하도록 상기 광학 모듈을 이동시키는 기판 처리 장치.
  10. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    기판에 액을 공급하고, 상기 액이 기판에 잔류하는 동안에 기판 상의 특정 패턴에 레이저를 조사하여 기판을 처리하되,
    기판에 상기 레이저를 조사하기 이전에 상기 액의 진동을 감쇠시키는 진동 감쇠 부재를 기판에 안착시키는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 진동 감쇠 부재는 기판에 상기 액을 공급하기 이전 또는 이후에 기판에 안착되는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진동 감쇠 부재에 형성된 홀은 위에서 바라볼 때, 상기 특정 패턴과 중첩되는 위치에 형성되고,
    상기 레이저는 상기 홀을 통해 상기 특정 패턴으로 조사되는 기판 처리 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 마스크를 포함하고,
    상기 마스크는 제1패턴과 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 가지고,
    상기 제1패턴은 상기 마스크에 형성된 복수의 셀들 내부에 형성되고,
    상기 제2패턴은 상기 복수의 셀들 외부에 형성되되,
    상기 특정 패턴은 상기 제2패턴인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 특정 패턴에 상기 레이저가 조사되는 동안, 상기 기판을 촬상하여 이미지를 획득하고,
    획득한 상기 이미지를 분석하여 상기 레이저가 상기 특정 패턴 외의 영역으로 조사되는 것으로 판정한 경우, 상기 레이저의 조사 위치를 상기 특정 패턴으로 이동시키는 기판 처리 방법.
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